“角力”工业机器人连接器市场“国产化”梯队实力有多强

原标题:“角力”工业机器人连接器市场“国产化”梯队实力有多强

现代工业自动化领域,连接器承担着数据源与执行设备之间的数据传输及各执行设备之间互联互通的重任,在保证现代工厂自动化流水线的稳定、高效运作过程中不可或缺。随着当今国内各大工厂自动化转型进程的不断加速,工业机器人这类设备在流水线上几乎随处可见。不过,工业机器人要想实现更加灵活自如的运动和操作,迈向真正意义上的“自动化”,连接器技术的协作与赋能至关重要。当下,随着5G与工业IoT浪潮的来袭,工业机器人用连接器要跟上这种高速发展的应用端新需求,也须从技术和产品设计端做出更多改进和创新,这也对当今越来越多深耕工业领域的连接器企业提出了新的挑战。

紧随自动化浪潮:工业连接器须“精致”更须“极致”

兴许在不少人眼中,连接器只是一种颇为传统的电子产品,但它却在小到消费电子、大到汽车及工业设备等诸多领域都有着非常广泛的应用。尤其是工业领域,现在越来越多的工厂正加速将流水线向全自动化转型。受此影响,作为自动化主力军的机器人设备也自然成为了无论是小工厂还是大车间里的标配。而如今,生产线上的空间愈发紧凑,这使得工业机器人也越来越小型化,特别是机器人工作在高振动、高速移动以及高温环境等各种恶劣环境之下对连接技术有特殊要求的时候,连接器的作用就显得更加重要。

以3C制造产线为例,广濑(中国)企业管理有限公司深圳分公司资深市场经理潘文煜对记者表示:“工业机器人本身是一个比较大的设备,因为传统六轴机器做的都比较大。现在,机器人最大的应用领域还是在汽车流水线上,随着工业自动化越来越流行,趋势也越发明显,像现在在3C自动化产线上,机器人的应用也越来越多,所以现在的3C行业这块机器人的运用也越来越优化。3C行业一个是体积比较小,第二个是整体外观要跟产线搭调。像华为以及诺基亚,他们的工厂做的就非常整洁,SMT基本用的都是西门子的,这就必须要匹配一个不会太突兀的机器人去协作。”

这也对工业连接器提出了更小且更紧凑的设计要求,潘文煜表示:“这也是我们想去拓展的一个方向,要求连接器要尽量做小,与机器人配置在一起会更美观,这种小的概念就是既能为机器人提供动力又能提供信号。以前,这二者其实都是分开的,我们的概念就是把两个合在一起,小的同时,其他的包括抗震、抗干扰以及耐插拔这块也必须要一并照顾到。”

其实,这样做也是为了进一步降低工厂设备的成本和节省空间,某国内连接器企业资深市场经理也告诉记者:“工业机器人现在需要尽可能的降低接口的数量,按照这样‘二合一’的原则,一个放在10B标准外壳里的接口就足够满足一个工业机器人电力和信号同时进行控制的需求,这样的话也能使得功能更加紧凑。”

但是,这二者结合之后也会产生新的问题,因为电力与网络传输线一旦靠的很近或者输入口集成在一起之后,信号干扰就不可避免,具体可以类比传统电力线与网线之间信号传输的互干扰原理。“这二者合在一起之后,因为一个信号会强一点,另一个弱一点,这样就会产生信号干扰。不过,我们在技术端有一些自己的方案能够解决这样的一个问题。”潘文煜表示。

另一方面,随着5G高速传输技术的逐步落地,工业连接器小型化之余,也需要更强更高速的信号传输能力。那么,既要小型化又要高速传输,这二者在技术端究竟该如何平衡?潘文煜认为:“从数据传输来说,连接器本身的数据传输量与产品本身大小没有必然的联系。其实传输能力的决定因素就是电流的通流能力,电流越大相对应导体也要越大,不然它一旦发热就会把它烧坏掉。对于传输信号本身,现在有两个方向,一个是速度信号,另一个是RF信号,这两块是我们在这块的积累。从速度信号上来讲基本上就是一个高速的需求,工业连接器的产品如何设计达到高速传输,这就需要将信号的pin脚之间进行定义,比如说哪几个pin脚需要屏蔽。对此,我们有专门的实验室去研究怎么样把参数做的更好,通过模拟之后再做产品设计。5G它是从传统的高频进入到微波领域,微波也就是说未来20GHz或者30GHz这样一个概念之下,既能实现它这样一个RF信号,又能把差损降到最低是基本要求。”

匹配机器人“感官”:高可靠与信号完整是关键

为适应工业自动化场景这种愈发精致化的需求,如今走向小型化之路的不止有工业机器人这类执行设备和相匹配的连接器。为了能够处理更多更复杂而精细的装配与焊接等操作,越来越多的机器人端配置的感知传感器也开始迈向更小、更柔性化的方向。工厂自动化程度如今正日趋提升,越来越多的这类小型化传感器也逐渐被配置在工业机器人这类执行设备上,为其提供更高精度、更智能化的传感能力。对此,工业连接器与这类传感器之间如何实现更好的配合甚至结合,也是当前工业机器人场景中连接器应用面临的核心挑战。

潘文煜认为:“在这类场景中,传感器形式表现的会不一样,可能是一个盒子,也可能是一个小的柱子,从外面接触来看需要有一些信号往外接,或者给它供电,这块基本上有的时候可能它可以实现一个整体的包装,装在一块两个一起直接给到客户,这个是比较低成本的。另外比较好一点的是,传统做的比较高端一点的M12、M8圆型的连接器,这样的话它是一个座子安装在传感器上面的,未来是往小型化的方向去走,可能做到M8、M6这样的一个方向。目前,我们也在研究能不能做M6这样的一个产品给到传感器上用,这个是我们在探索的应用创新。”

威琅电气贸易(上海)有限公司技术部经理沈志强也表示:“事实上,我们公司确实有一些跟这类传感器匹配的连接器,这方面的连接器基本上有行业内比较统一的规范,比方说我们公司的M8的连接器和M12的连接器。这类应该是高可靠性,因为工业机器人是不断运动的,所以我们要做的是它在这个规范的体系内把产品的可靠性做到最好,质量做到最好才是关键。”

举一个例子,沈志强告诉记者:“我们有一款非常经典的产品RST连接器,这款连接器有两个不同的标准,我们都是满足的。其中一个是IEC61984,这是一个比较低的连接器标准,另外有一个比较高的IEC61535这个标准,我们的连接器同时满足这两个标准。61535连接器比较高端的标准里面,我们的连接器插拔寿命数量是5000次,以这个数据来证明我们连接器的可靠性。”

不止于可靠性,因为传感器直接与工业机器人的执行和作业精度挂钩,与其相匹配的连接器也必须能够尽可能的传输完整的指令信号,减少信号失真等问题。某国内连接器企业资深市场经理表示,“由于与传感器直接相连,这类工业连接器的信号完整性需要作为一个专门的技术点来进行突破。过去,业内在信号完整性上的电连接器一般是以机械产品的思路来做设计和生产,最关键的信号完整性很少被提及。但随着如今高速系统的频率达到数百兆赫兹,极高的工作频率和集成度也使得这类传统连接器信号完整性问题暴露出来,比如信号失真、定时错误、不正确数据、地址和控制线以及系统误运行等,甚至有些情况下还会发生系统崩溃的问题。”

不过,这类信号传输不完整以及失真类问题,事实上在很多领域都普遍存在,各厂商也都开发了不同的方案来进一步优化此类问题,连接器领域亦是如此,“大厂有大厂的方案,小厂也有小厂的路径。但总体来讲,可能大厂现阶段在这方面做的还是更好一些,因为他们在工业领域深耕多年,在国际国内的市场有很多相关的客户,产品的质量都已经经过了很多实际验证;况且,很多大型工业传感器方案商大多也都分布在国外,这样他们在做方案时也能更方便的找到可靠的合作方,整体的技术上相对也成熟不少。”该国内连接器厂商资深市场经理进一步补充到。

工业连接器国产化之道 自主之余仍需密切配合

面对上述工业机器人应用场景的越来越多的应用要求,无论是国际大厂亦或是本土企业,如今也都在积极备战,蓄势待发。不过,相比国际大厂来说,当前,国内企业在工业领域的优势并不多,因为大部分厂商规模偏小,且整体技术水平以及资金实力等方面与国际领先厂商差距较大,拓展工业市场的实力颇为不足。

某国内连接器企业资深市场经理坦言:“其实,从短期来看,国内在工业机器人连接器领域是处于相当的劣势的局面,因为目前这个领域最新的技术基本都是外国企业所掌握着,本土厂商在很大程度上还是受到外国企业的限制,国产工业连接器还有很长的路要走。但从长远来看,我们要寻求自主发展,加大研发力度,跟上趋势,要把它作为一项长期的工程对待,如此才能打破目前高尖端连接器被国外垄断的僵局。”

站在整体规模的角度,潘文煜也表示:“国内的企业相对于国外的企业,主要是国外的企业体量比较大,这也决定了他的需求会比较多,产品未来技术的拓展性会比较高。目前工业这块我们的重点主要是针对日本、欧洲的客户。当然,现在中国制造2025的提出,自动化这样一个概念出来,所以我们现在也在沉淀一些国内的客户,像新斯达、埃斯顿、中卫信等都是我们核心在做的一些客户。而且,国内的企业相对日本来说有一个比较大的区别,就是日本做事比较稳重,因为他们能一直做这个事情做到极致。但我们国内这边就比较灵活,哪块赚钱就做哪块,很多时候对于技术的沉淀是比较不好的,这是国内企业和日企的差别。”

沈志强也认为:“连接器看似简单,但实际上要做好还是非常不容易的。实际上我们公司也一样,都是一步一步通过非常多的经验积累,早一代的产品推向市场收集市场的反馈信息从而不断的改进,通过非常长的经验积累才达到了目前产品的水平,并不是国内企业短短几年时间就能够追上的。”

尽管如此,但潘文煜仍十分看好工业连接器的国产化潜力,他认为:“国内市场本身在这里,政策也有很大的扶持,未来慢慢也会有一些连接器上市公司出现。目前就已经有十家,这十家里面有一些还是做的很不错的,比如中航光电、长盈精密、立讯精密等等,这些企业对这块还是蛮有所谓的匠心精神的,而且也有一些精力、时间成本以及资金往这方面去投入。如果他们持续去做,未来十年之内应该还是能达到日系的这种水平的。但现在有一个问题,就是国内企业最快起来的还是电流这块,因为相对来说设计上制造上会简单一点,但是信号高频高速这块的产品对技术的积累还是有蛮高要求的,这块他们可能相对来说需要的时间会多一点。当然,不排除像华为这样的企业会越来越多,他可以培养自己的供应商,因为类似华为这样的公司他自己知道他们需要怎样的连接器,我需要你提供怎样的技术给我哪些点你可以规避掉,他需要有人告诉他怎么做,这样才可以真正的做起来。”

由此可见,随着作为应用终端设备的工业机器人逐步向小型化和低成本化方向发展,与其相匹配的连接器产品在保证自身基本性能(如抗震、抗干扰及耐插拔等)的前提下,也开始向“更精致”以及“更极致”的方向进发。除此之外,在5G以及高度自动化趋势的推动下,工业机器人也需要配置更多的智能传感器,这一充满“剧烈运动”的应用场景也使得与其(传感器)相匹配的连接器在保证高可靠的同时,也要尽量照顾到信号完整性的需求,这是各深耕工业连接器领域的厂商打出产品竞争优势的关键。

虽然现阶段,国内企业在工业领域的实力仍明显不足,但其中也不乏一些拥有基础沉淀的优秀企业。编者认为,中国毕竟有这么大的应用市场,本土企业如果在产品质量上能够做得更“硬”,外加国内种种优惠政策以及像类似华为这样的大型需求方支持,未来几年定能够在工业领域有所斩获,与各国际大厂“分庭抗礼”。返回搜狐,查看更多

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